نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

گل محمدی یکی از گونه‌های ارزشمند گیاهی است که در بسیاری از کشورها از جمله ایران سابقه کشت زیادی دارد. به منظور بررسی تنوع سیتوژنتیکی بین جمعیتهای مختلف گل محمدی موجود در مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تعداد 14 جمعیت (اکسشن) انتخاب شد و از قلمه ریشه دار شده آنها مریستم انتهایی ریشه تهیه گردید. برای مطالعات کاریوتیپی این جمعیتها از سیستم آنالیز تصویری و برای اندازه گیری پارامترهای سیتوژنتیکی از نرم افزار Micromeasure  استفاده شد. داده‌ها پس از جمع آوری در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین جمعیتها از لحاظ پارامترهای سیتوژنتیکی طول بازوی کوتاه، طول بازوی بلند، نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی، درصد شکل کلی کاریوتیپ، درصد بازوی بلند و درصد بازوی کوتاه اختلاف معنی داری در سطح 1 درصد و برای صفت طول کل کروموزوم بین جمعیتها اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد وجود داشت. در تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، سه مؤلفه اول بیش از 98 درصد از کل واریانس بین جمعیتها را توجیه نمودند. در مؤلفه اول با سهم 51 درصد از کل واریانس، صفات طول بازوی کوتاه، نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی و درصد شکل کلی به عنوان مهم ترین صفات در گروه بندی جمعیتها شناخته شدند. در مؤلفه دوم با سهم 24 درصد از کل واریانس، صفات درصد بازوی بلند و درصد بازوی کوتاه دارای اهمیت بیشتری در ایجاد تنوع بودند. همچنین در مؤلفه سوم با سهم 22 درصد از کل واریانس، صفات طول بازوی بلند و طول کل کروموزوم نقش بیشتری در ایجاد تنوع بین جمعیتها داشتند. برای گروه بندی جمعیتها براساس صفات کاریوتیپی، تجزیه خوشه ای به روش Ward انجام شد که با برش دندروگرام در فاصله اقلیدسی 35/4، جمعیتها در 4 کلاس مختلف قرار گرفتند. در این بررسی بیشترین فاصله بین دو جمعیت اصفهان 9) و ایلام 1) و کمترین فاصله بین دوجمعیت گیلان 1) و اصفهان 7) مشاهده شد. دیاگرام حاصل از پراکنش جمعیتها براساس سه مؤلفه اصلی، جمعیتهای مورد بررسی را در 4 گروه قرار می‌دهد که این امر مؤید نتایج حاصل از خوشه بندی است. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Cytogenetic analysis of Rosa damascena Mill. from different regions of Iran

چکیده [English]

Rosa damascena Mill. is one of the valuable species with a long history in Iran and  some other countries. In order to investigate cytogenetic variation in Rosa damascena, meristemic zone of 14 accessions were used. The research was conducted using a completely randomized design. Image analysis system and Micro-measure software were used to karyotype providing and cytogenetic parameters measurement. Data were collected and analyzed using a completely randomized design with three replications. Results showed significant differences (P<0.01) among accessions for some parameters, such as short arm (SA), long arm (LA), arm ratio (AR), Intra asymmetry chromosomal index (A1) and total form percentage (TF%). Using principal components analysis, the first three independent components accounted over 98% of variation. The first principal component indicated that short arm (SA), arm ratio (AR), intra symmetry chromosomal index (A1) and total form percentage (TF%) are appropriate parameters to classify accessions with 51% of total variation. Long arm percentage and Short arm percentage were important traits in second component at 24% level. Long arm and Total length (TL) were important traits in third component at 22% level. Cluster analysis based on cytogenetic parameters, grouped the accessions into 4 categories. The most far apart accessions were Isfahan9 and Ilam1 and the most near ones, Gilan 1 and Isfahan 7. It is necessary to notify distribution of accessions based on the first three component scores were in agreement with cluster analysis.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rosa damascena
  • Cytogenetic
  • Karyotype
  • Cluster analysis and Principal component analysis

ارزیابی سیتوژنتیکی گل محمدی (. (Rosa damascena Millمناطق مختلف کشور

شهربانو قلی‌پور1، سیدرضا طبایی عقدایی2،*‌، سیدمحسن حسام‌زاده حجازی 2

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، گروه باغبانی 

2 تهران، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، گروه تحقیقات زیست فناوری منابع طبیعی

تاریخ دریافت: 30/5/89               تاریخ پذیرش: 12/2/90 

چکیده

گل محمدی یکی از گونه‌های ارزشمند گیاهی است که در بسیاری از کشورها از جمله ایران سابقه کشت زیادی دارد. به منظور بررسی تنوع سیتوژنتیکی بین جمعیتهای مختلف گل محمدی موجود در مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تعداد 14 جمعیت (اکسشن) انتخاب شد و از قلمه ریشه دار شده آنها مریستم انتهایی ریشه تهیه گردید. برای مطالعات کاریوتیپی این جمعیتها از سیستم آنالیز تصویری و برای اندازه گیری پارامترهای سیتوژنتیکی از نرم افزار Micromeasure  استفاده شد. داده‌ها پس از جمع آوری در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین جمعیتها از لحاظ پارامترهای سیتوژنتیکی طول بازوی کوتاه، طول بازوی بلند، نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی، درصد شکل کلی کاریوتیپ، درصد بازوی بلند و درصد بازوی کوتاه اختلاف معنی داری در سطح 1 درصد و برای صفت طول کل کروموزوم بین جمعیتها اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد وجود داشت. در تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، سه مؤلفه اول بیش از 98 درصد از کل واریانس بین جمعیتها را توجیه نمودند. در مؤلفه اول با سهم 51 درصد از کل واریانس، صفات طول بازوی کوتاه، نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی و درصد شکل کلی به عنوان مهم ترین صفات در گروه بندی جمعیتها شناخته شدند. در مؤلفه دوم با سهم 24 درصد از کل واریانس، صفات درصد بازوی بلند و درصد بازوی کوتاه دارای اهمیت بیشتری در ایجاد تنوع بودند. همچنین در مؤلفه سوم با سهم 22 درصد از کل واریانس، صفات طول بازوی بلند و طول کل کروموزوم نقش بیشتری در ایجاد تنوع بین جمعیتها داشتند. برای گروه بندی جمعیتها براساس صفات کاریوتیپی، تجزیه خوشه ای به روش Ward انجام شد که با برش دندروگرام در فاصله اقلیدسی 35/4، جمعیتها در 4 کلاس مختلف قرار گرفتند. در این بررسی بیشترین فاصله بین دو جمعیت اصفهان 9) و ایلام 1) و کمترین فاصله بین دوجمعیت گیلان 1) و اصفهان 7) مشاهده شد. دیاگرام حاصل از پراکنش جمعیتها براساس سه مؤلفه اصلی، جمعیتهای مورد بررسی را در 4 گروه قرار می‌دهد که این امر مؤید نتایج حاصل از خوشه بندی است.

واژه های کلیدی: گل محمدی (Rosa damascena Mill.) ، سیتوژنتیک، کاریوتیپ، تجزیه خوشه ای و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی.

* نویسنده مسؤل، تلفن: 09123632908 پست الکترونیکی:  srtaghdaei@yahoo.com

مقدمه

 

گل محمدی با نام علمی (Rosa damascena Mill.) از خانواده گل سرخیان (Rosaceae) و جنس رز (Rosa) می­باشد. گل محمدی از مهم ترین گونه های معطر است که در شرایط مختلف آب و هوایی ایران می روید. این گِیاه، درختچه‌ای با ارتفاع 3-2 متر با خارهای ریز، زیاد، برگهای دارای 7-5 برگچه تخم مرغی است. گوشوارکها معمولاً مژه­دار و غده­ای، گل آذین گل محمدی دیهیم و دارای گلهای متعدد است. میوه گل محمدی واژ تخم مرغی کشیده با انتهای قطور بوده و پس از رسیدن سرخ رنگ می­شود (6 و13). بیشتر گیاه شناسان گونه گل محمدی را دو رگه (هیبرید) می­دانند، لیکن درخصوص والدین آن اختلاف نظر وجود دارد (2). برخی گیاه­شناسان والدین آن را گونه­های R. canina, R. gallica و برخی دیگر گونه­های R. moschata , R. gallica. R. centifolia  را به عنوان والدین گل محمدی ذکر نموده­اند (6و14). در حال حاضر گل محمدی یا رز دمشقی عمده ترین منبع جهت استحصال اسانس رز به شمار می آید (22). گل محمدی در ایران به صورت دست کاشت در اکثر نقاط کشور وجود دارد (2). سطح زیر کشت گل محمدی در کشور در وضعیت فعلی بالغ بر 10 هزار هکتار برآورد می­گردد (1). تحقیقات و مطالعات اصلاحی و یا ژنتیکی زیادی در دنیا بر روی گل محمدی صورت نگرفته است. مطالعات روی گونه گل محمدی در خارج از کشور عمدتاً منحصر به بررسیهای فیتوشیمیایی از قبیل روشهای استخراج اسانس و تجزیه و تحلیل طیفهای ترکیبات مؤثره اسانس بوده است که بیشتر جنبه صنعتی و دارویی دارد(8) و ازنظر ژنتیکی به مطالعات گسترده نیاز است.

طبایی عقدایی در بررسی تنوع در دوره گلدهی و مورفولوژی 8 ژنوتیپ گل محمدی از لحاظ زمان شروع گلدهی، دورة گلدهی و صفات مورفولوژیکی نشان داد که ژنوتیپها از لحاظ صفاتی مانند طول دورة گلدهی و نیز ارتفاع، زاویه شاخه، تعداد برگ، تراکم و طول خار، تعداد گل در شاخه، طول و عرض نهنج، اختلاف معنی داری داشته و در گروههای مجزا از هم قرار گرفتند (7).

طبایی عقدایی در یک بررسی، نمونه­های مربوط به 6 استان را از نظر درصد و عملکرد اسانس و نیز اجزای گل، مورد بررسی قرار داد. براساس میانگین سالهای مختلف، نمونه‌های یزد و اصفهان دارای بیشترین درصد اسانس بودند. ژنوتیپهای از نظر اجزای گل نیز اختلاف نشان دادند. براساس نتایج حاصل از این بررسی توانمندی متفاوتی میان ژنوتیپهای تحت مطالعه از نظر تولید اسانس وجود داشت، همچنین ژنوتیپهای گل محمدی مناطق مرکزی ایران از نظر اجزای گل نیز تنوع نشان دادند(8).

 در تحقیقی که به منظور تجزیه پایداری عملکرد اکسشنهای مختلف گل محمدی در شرایط مختلف اکولوژیکی ایران صورت گرفت با درنظر گرفتن عملکرد گل و پایداری عملکرد به صورت توأم، جمعیتهای اصفهان 5، اصفهان 4 دارای عملکرد گل بالا و پایداری و سازگاری عمومی، اکسشنهای اصفهان 9 و آذربایجان غربی 1 دارای عملکرد گل بالا و پایداری و سازگاری خصوصی با مناطق نیمه خشک و خشک و همچنین اکسشنهای اصفهان 7 دارای عملکرد گل بالا و پایداری و سازگاری خصوصی با مناطق نیمه معتدل و سردسیری بودند(9).  

در بررسی ژنوتیپهای مختلف گل محمدی مناطق مختلف کشور، با استفاده از مارکرهای مولکولی اختلاف معنی­داری بین آنها گزارش گردید. 9 نشانگر مولکولی پلی‌مورفیک برای ارزیابی تنوع ژنتیکی 40 اکسشن استفاده شد و تمام نشانگرها سطح بالایی از پلی­مورفیسم را مشخص کردند(10).

در ارزیابی کاریولوژیکی دو گونة Rosa agrestis Savi وRosa canina L. که از لحاظ کاریولوژیکی در کشور بلغارستان برای اولین بار صورت گرفت برای گونة R.agrestis Savi تعداد  کروموزوم(35=n2) و برای گونة R.canina L. نیز تعداد کروموزوم(35=n2)  گزارش شد(21).

در بررسی جمعیتهای مختلف­ گل محمدی شمال غرب ایران با استفاده از نشانگر RAPD که برای تعیین تنوع ژنتیکی 12 جمعیت گل محمدی استفاده شد به وسیلة 22 آغازگر، تعداد 262 باند قابل تشخیص به وجود آمد که 67 درصد آنها در بین جمعیتهای مختلف چند شکلی نشان دادند. تجزیه خوشه ای 12 جمعیت مختلف را در 2 گروه متفاوت دسته­بندی نمود (25). در مورد خصوصیات کروموزومی و کاریوتیپ گونه­های مختلف رز اطلاعات بسیار محدودی در دسترس می­باشد و این اطلاعات اکثراً مربوط به تعداد کروموزومهاست چنانکهMalecka  برای گونه R. gallica، 28=x4=n2را اعلام نمود (19). Sandhu برای گونه R.moschata، 28=x4=n2 را اعلام کرد (23).

 

 

 

 

 

اصفهان9

اصفهان 10

ایلام1

 

 

 

چهار محال و بختیاری1 

سمنان1 

فارس 1 

 

 

 

فارس 2

کردستان1

خراسان 2

 

 

 

گیلان1 

لرستان1 

همدان1 

 

 

 

یزد1 

اصفهان7 

 

شکل 1- تصاویر متافاز میتوزی ژنوتیپهای مورد مطالعه (شاخص اندازه گیری 10 میکرون)

 


Ma و  Chen برای گونه­های R. chinensis و R. gigantea، 21=x3=n2 را اعلام کرد (20). Gervais  برای گونة R. blanda، 14=x2=n2  و برای گونه R. rugrosa ، 28=x4=n2 و برای گونة R.nitida، 28=x4=n2 را اعلام کرد (15و16). Khatoon  برای گونه R.beggeriana، 14=x2=n2  را اعلام کرد (17) و در نهایت برای گونة R.arvensis، 28=x4=n2 اعلام شد (11و12). 

مواد و روشها

به منظور بررسی تنوع در میان جمعیتهای  مختلف گل محمدی از لحاظ خصوصیات کاریوتیپی، از قلمه های ریشه دار شدة 14 جمعیت گل محمدی جمع آوری و کشت شده در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور استفاده شد. ریشه هایی به طول 5/0 تا 1 سانتیمتر در طی ساعات مختلفی از روز جمع آوری شد که در مورد گل محمدی بهترین زمان نمونه گیری ساعت 5/9-5/8 صبح بود. سپس به ترتیب مراحل پیش تیمار ( محلول 5/0 درصد آلفابرومونفتالین اشباع شده در آب) ، شستشو با آب جاری، تثبیت (محلول لویتسکی مرکب از 2 محلول کرومیوم تری اکسید و فرمالدیید 40 درصد به نسبت 1:1), هیدرولیز ( هیدروکسید سدیم 1 نرمال در دمای 60 درجه سانتی گراد به مد ت 12 دقیقه) و رنگ آمیزی (مخلوط هماتوکسیلین 4 درصد و یک گرم سولفات آمونیوم فریک) انجام و پس از تهیه اسلاید به روش اسکواش، تصاویر کروموزومی تهیه شد (4). مطالعات کروموزومی با استفاده از سیستم آنالیز تصویری (میکروسکوپ Olympus و Digital Color Video Camera مدل ِDC18p و SSC) با بزرگنمایی x 1908 انجام شد(3و4). پس از بررسی و تهیه کاریوتیپ برای هر جمعیت با استفاده از نرم افزار  ver. 3.3 Micromeasure از هر اسلاید مورد بررسی حداقل 3 سلول (تکرار) انتخاب و تعدادی از پارامترهای سیتوژنتیکی نظیر طول کل کروموزوم (TL) ، درصد طول نسبی هر کروموزوم (%RL) ، طول بازوی بلند (LA) ، درصد طول نسبی بازوی بلند (%LA) ، طول بازوی کوتاه (SA) ، درصد طول نسبی بازوی کوتاه (%SA) ، نسبت بازوها (AR) و شاخص سانترومری (CI) که بیانگر نسبت بازوی کوتاه به طول کل کروموزوم است محاسبه گردید (5). در این بررسی برای تعیین وضعیت تکاملی و مطالعه کاریوتیپی ژنوتیپهای مورد مطالعه از جدول 2 طرفه Stebbins استفاده شد(24) و پارامترهایی نظیر اختلاف درصد طول نسبی بزرگترین و کوچکترین کروموزوم (DRL) ، شاخص نامتقارن بودن درون کروموزومی (A1) ، شاخص نامتقارن بودن بین کروموزومی (A2) و درصد شکل کلی (%TF) محاسبه گردید. برای تعیین نوع کروموزومها از روشLevan  استفاده شد(18). جهت تجزیه آماری داده های به دست آمده از پارامترهای کاریوتیپی تجزیه واریانس در قالب طرح کاملاً تصادفی (CRD) با 3 تکرار استفاده شد. برای تعیین نقش هر یک از صفات اندازه گیری شده در ایجاد تنوع بین ژنوتیپها از تجزیه به مؤلفه های اصلی، و برای گروه بندی ژنوتیپها از تجزیه کلاستر به روشUPGMA  و با استفاده از نرم افزارهای JMP, SAS و EXCEL استفاده گردید.

 

جدول دو طرفه Stebbins برای مقایسه تقارن کاریوتیپ (Stebbins,1971)

نسبت کروموزومهای با Arm ratio بزرگتر از 2

کوچکترین کروموزوم/ بزرگترین کروموزوم

1

99/0-51/0

50/0-01/0

0

 

1:2>

1:4-2:1

4:1<

A4

B4

C4

A3

B3

C3

A2

B2

C2 

A1

B1

C1


نتایج و بحث

تصویر متافاز میتوزی جمعیتهای مورد مطالعه در شکل 1، تصاویر کاریوتیپی در شکل 2 و نتایج حاصل از تجزیه کاریوتیپی آنها در جدول 1 نشان داده شده است.

مطالعه کاریوتیپی جمعیت های گل محمدی در این بررسی نشان داد که تمامی جمعیتهای مورد ارزیابی تتراپلویید بودند و تعداد کروموزومهای پایه آن 7 بود (7 x =). از آنجا که تعداد کروموزومهای تمام جمعیتهای ارزیابی شده گل محمدی در این بررسی (28=x4=n2) به دست آمد، نتایج این تحقیق با نظریة زرگری( 6) مبنی بر معرفی گونه هایR. moschata  و R. gallicaهر دو با (28=x4=n2) به عنوان والدین گل محمدی در مقایسه با نظر Guenther  مبنی بر معرفی گونه R. canina با (35=x5=n2) و R. gallica با (28=x4=n2) به عنوان والدین تلاقی بیشتر مطابقت دارد(14). از نظر تیپ کروموزومی، اکثر جمعیتهای مورد مطالعه دارای کروموزومهای متاسانتریک و ساب متاسانتریک بودند. در برخی از جمعیتها مانند جمعیت اصفهان 10) فقط کروموزومهای ساب متاسانتریک مشاهده شد و در جمعیتهای ایلام 1) و کردستان 1) و یزد 1) تنها  کروموزمهای متاسانتریک دیده شد که این امر نشان دهنده تقارن کاریوتیپی جمعیتهای اخیر است.

برای تعیین تقارن کاریوتیپی و بررسی وضعیت تکاملی جمعیتها پارامترهایی نظیر (A1)، (A2)، (DRL)، (TF) و (DI) محاسبه گردید(4و5). از لحاظ پارامتر شاخص عدم تقارن درون کروموزومی، جمعیت اصفهان 10) دارای بیشترین مقدار (42/0) و در نتیجه کمترین مقدار ( TF%) در مقایسه با سایر جمعیتهای مورد مطالعه بود که این نتایج متکامل تر بودن جمعیت اصفهان 10) نسبت به سایر جمعیتها را تأیید می‌کند. کمترین مقدار (A1) مربوط به جمعیت  ایلام 1) با مقدار (24/0) است که (TF%) آن نیز در بین جمعیتها بیشترین مقدار (94/42) به دست آمد. این جمعیت از لحاظ تکاملی در بین جمعیتهای مورد مطالعه گل محمدی در پایین ترین حد تکامل قرارداشت. از لحاظ پارامترهای (A2) و (DRL) تفاوت معنی دار مشاهده نشده بود که مؤید این موضوع است که تفاوت جمعیتهای مورد مطالعه براساس عدم تقارن درون کروموزومی می‌باشد نه بین کروموزومی، به همین دلیل نیز در میان جمعیتها از لحاظ پارامتر اختلاف طول نسبی کروموزومها تفاوت معنی داری به دست نیامد، گرچه جمعیتهای  (خراسان1) و (فارس1) به ترتیب بیشترین و کمترین مقادیر آنرا به خود اختصاص دادند.

جمعیتهای مورد مطالعه در 2 کلاس تقارن 1A و 1B قرار گرفتند که با پراکنش جمعیتها براساس شاخصهای عدم تقارن بین کروموزومی و درون کروموزومی مطابقت  کامل دارد و جمعیتهایی که در گروه 1B قرار داشتند از جمعیتهای موجود در گروه 1A متکامل تر بودند. مقایسه مقادیر DI به دست آمده نیز این نتایج را تأیید نمود به طوری که جمعیتهای موجود در گروه  کلاس 1A مقادیرDI کمتری نسبت به جمعیتهای موجود در کلاس 1B داشتند.

 

 

اصفهان 9

 

اصفهان 10

 

ایلام 1

 

چهارمحال1

 

سمنان1

 

فارس1

 

فارس2

 

کردستان1

 

خراسان2

 

گیلان 1

 

لرستان 1

 

همدان 1

 

یزد1

 

اصفهان 7

 

شکل 2- تصاویر کاریوتیپ جمعیتهای مورد مطالعه گل محمدی(Rosa damascena Mill.)

جدول 1- ویژگیهای کاریوتیپی بهمراه پارامترهای سنجش تقارن در جمعیتهای گل محمدی مورد مطالعه

جمعیت

2n

X

A1

A2

SC

VRC 

DRL

%TF

DI

فرمول کاریوتیپی 

اصفهان 9

28=n2

7

22/0

38/0

B1

91/2

52/5

52/38

67/8

sm8+m6

اصفهان 10

28=n2

7

19/0

43/0

A1

51/2

81/4

40/36

87/6

sm14

ایلام 1

28=n2

7

21/0

25/0

A1 

42/3

33/5

96/42

71/8

m14

چهارمحال1

28=n2

7

23/0

25/0

B1

10/3

70/5

38/4

56/9

sm1+m13

سمنان1

28=n2

7

20/0

37/0

A1 

61/2

78/4

36/38

26/7

sm3+m11

فارس1

28=n2

7

17/0

35/0

A1 

89/2

13/4

72/40

75/6

sm1+m13

فارس2

28=n2

7

24/0

35/0

B1

60/2

99/5

15/39

28/9

sm1+m13

کردستان1

28=n2

7

20/2

26/0

A1

11/2

66/4

39/42

31/8

m14

خراسان2

28=n2

7

24/0

29/0

B1 

74/3

15/6

80/41

80/9

sm1+m13

گیلان 1

28=n2

7

20/0

33/0

A1

81/2

53/4

16/40

78/7

m14

لرستان 1

28=n2

7

22/0

32/0

B1

31/2

38/5

26/40

76/8

sm1+m13

همدان 1

28=n2

7

19/0

32/0

A1

65/2

68/4

21/40

01/8

sm1+m13

یزد1

28=n2

7

32/0

29/0

A1

43/3

71/4

23/41

36/8

m14

اصفهان 7

28=n2

7

20/0

23/0

A1

79/2

37/5

23/40

08/8

sm1+m13

A1=(Intra Asymmetry chromosomal index) شاخص عدم تقارن درون کروموزومی     SC (Symmetry Classes) : کلاسهای تقارن Stebbins

A2= (Inter Asymmetry chromosomal index)  شاخص عدم تقارن بین کروموزومی   

%TF : درصد فرم کلی, DRL : اختلاف دامنه  طول نسبی بزرگترین و کوچکترین کروموزوم, VRC: میزان کروماتین نسبی,DI : شاخص پراکندگی

 

                                   جدول  2- تجزیه واریانس صفات کاریوتیپی در جمعیت های مورد مطالعه

منبع تغییرات

درجه آزادی

TL

SA 

LA

CI

AR

A1

A2

%TF

DRL

%LA

%SA

جمعیت

13

*719/0

**132/0

**182/0

n.s001/0

**039/0

**006/0

n.s0012/0

**43/8

n.s07/1

**16/106

**61/103

اشتباه

28

2933/0

0334/0

0534/0

001/0

0062/0

0011/0

0012/0

896/1

0512/1

8361/1

8995/1

ضریب تغییرات

2/7

4/8

3/8

9/4

3/5

1/10

4/9

4/3

4/10

3/2

36/3

میانگین

 

9/2

16/1

7/1

4/0

5/1

3/0

2/0

3/40

1/5

2/58

9/41

 

از نظر ارزش نسبی کروماتین، بیشترین مقدار آن (73/3) به جمعیت خراسان 2) و کمترین مقدار آن (11/2) به جمعیت کردستان 1) اختصاص یافت. دلیل این امر را می‌توان در اندازه طول کل کروموزوم این جمعیتها جستجو کرد چرا که جمعیت خراسان 2)، دارای بیشترین طول کروموزوم (μm74/3) بود که منجر به داشتن بیشترین مقدار کروماتین نیز شده است. همچنین جمعیت کردستان 1) کمترین طول کروموزوم (μm11/2) را در میان جمعیتهای مورد بررسی داشت که در نتیجه ارزش نسبی کروماتین آن کمتر از سایر جمعیتها بود.

جمعیتهای مورد بررسی گل محمدی از نظر تکامل کاریوتیپی در دو گروه مجزا از هم قرار گرفتند، به طوری که جمعیتهای  اصفهان 9)، چهار محال1)، فارس 2)، خراسان2) و لرستان1) در گروه 1B و جمعیتهای دیگر در گروه1A   قرار داشتند. این نتایج با نتایج به دست آمده از جدول Stebbins مطابقت داشت چرا که جمعیتهای مورد مطالعه با همان تقسیم بندی در 2 گروه 1A و 1B قرار گرفتند و گروه 1B نسبت به گروه 1A دارای تقارن کمتری هستند.

تجزیه واریانس داده های حاصل از صفات اندازه گیری شده در 14 جمعیت  بر اساس طرح کاملاً تصادفی و با 3 تکرار، نشان داد که بین جمعیتها از لحاظ صفات بازوی کوتاه و بازوی بلند کروموزوم، نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی، درصد شکل کلی، درصد بازوی بلند و درصد بازوی کوتاه اختلاف معنی دار در سطح 1 درصد و از لحاظ صفت طول کل کروموزم اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد وجود دارد و این بیانگر این است که از نظر این صفات تنوع زیادی بین ژرم پلاسمهای مورد بررسی وجود دارد. لازم به ذکر است که در بررسی صفات شاخص سانترومری و اختلاف طول نسبی، اختلاف معنی داری مشاهده نشد (جدول 2).

پس از تأیید اختلاف بین جمعیتها توسط تجزیه واریانس داده ها، با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن، جمعیتها مورد مقایسه و دسته بندی قرار گرفتند. نتایج حاصل از مقایسه میانگینها در جدول 3 آورده شده است. از نظر صفت طول کروموزوم (TL) ، جمعیت (خراسان 2) با میانگین طول کروموزوم μm 74/3 بیشترین طول کروموزوم را داشت و در جدول مقایسه میانگینها در یک گروه جداگانه قرار گرفت و با جمعیتهای دیگر در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری را نشان داد. علاوه بر این جمعیتهای لرستان 1) و فارس 1) به ترتیب با میانگین طول کروموزوم μm32/2 و μm11/2 دارای کمترین طول کروموزوم بودند و به صورت جداگانه در یک گروه قرار گرفتند. لازم به ذکر است که این جمعیت ها با بسیاری از جمیعتهای دیگر هم پوشانی نشان دادند.

از نظر صفت طول بازوی بلند (LA) نیز شرایطی مانند حالت قبل وجود دارد، به طوری که در این مورد نیز جمعیت خراسان 2) با طول μm 17/2 دارای بیشترین میانگین طول بازوی بلند بود و در یک گروه جداگانه قرار گرفت و جمعیت کردستان 1) با میانگین طول بازوی بلند μm22/1 کمترین میانگین طول بازوی بلند را نشان داد و در یک گروه جداگانه قرار گرفت. از نظر طول بازوی کوتاه (SA) نیز ژنوتیپ خراسان 2) دارای بیشترین میانگین طول بازوی کوتاه به اندازه μm56/1 بود و در یک گروه جداگانه قرار گرفت و جمعیتهای (کردستان1) و (اصفهان10) با اندازه μm89/0و μm91/0 کمترین میانگینهای طول بازوی کوتاه را دارا بودند.

در مورد صفت نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه (AR)، جمعیت اصفهان 10) با بیشترین میانگین به میزان 57/1 و جمعیت ایلام 1) با کمترین میانگین به میزان 33/1 در 2 گروه مجزا قرار گرفتند. همچنین جمعیت فارس 2) با اندازه 56/1 نیز در یک گروه جداگانه از 2 گروه فوق قرار گرفت. این جمعیتها با جمعیتهای دیگر از لحاظ صفت (AR) هم پوشانی نشان دادند.

از نظر صفت (A1) یا همان شاخص تقارن درون کروموزومی، جمعیت اصفهان 10) با داشتن بیشترین میانگین به اندازه 42/0 و جمعیت ایلام 1) با داشتن کمترین میانگین به اندازه 24/0 در دو گروه مجزا از هم قرار گرفتند. همچنین جمعیت فارس 1) با داشتن میانگین 30/0 در یک گروه مجزا از گروههای فوق قرار گرفت.

در مورد صفت درصد شکل کلی (%TF) جمعیت ایلام 1) با داشتن بیشترین میانگین به اندازه 94/42 درصد و جمعیت اصفهان 10) با داشتن کمترین میانگین به اندازه 45/36 درصد در گروههای مجزا از هم قرار گرفتند و جمعیت فارس 2) نیز با میانگین 76/39 درصد در یک گروه مجزا قرار گرفت. این جمعیتها با سایر جمعیتها هم پوشانی نشان دادند.

 

 

                   جدول  3- دسته بندی میانگین ویژگی های کاریوتیپی به روش دانکن در سطح 5% در جمعیت های مورد بررسی

%LA

%SA

TF

A1 

AR 

LA 

SA 

TL 

جمعیت

ab647/61

de 53/38

cd35/38

ab 38/0

a615/1

abc78/1

cde12/1

ab 58/3

اصفهان 9

a54/63

e46/36

d45/36

a422/0

a b574/1

bcd597/1

e916/0

cb51/2

اصفهان 10

e05/57

b94/42

a94/42

f245/0

e33/1

ab95/1

ab47/1

abc42/3

ایلام 1

cde65/58

bc35/41

ab35/41

def 3/0 

cde419/1

abc81/1

abcd284/1 

abcd10/3

چهارمحال1

f351/38

a64/61

cd35/38

abc37/0

ab60/1

bcd61/1

de 00/1

bcd61/2

سمنان1

bcde28/59

bcd71/40

abc7/40

de30/0

cde45/1

bc71/1

bcde17/1

abcd89/2

فارس1

bc89/60

cd86/39

bc76/39

bcd34/0

be 56/1

bcd58/1

de01/1

bcd6/2

فارس2

de27/58

bc73/41

ab73/41

ef274/0

de39/1

d22/1

e89/0

d11/2

کردستان1

de18/58

bc81/41

ab81/41

ef28/0 

de39/1

a17/2

a56/1

a73/3 

خراسان2

bcd846/59

cd15/40

bc14/40

bcde32/0

bcd 49/1

bc68/1

cde29/1

abcd81/2 

گیلان 1

bcd767/59

cd23/40

bc23/40

cde31/0 

bcd48/1

cd38/1

de93/0

d 31/2

لرستان 1

bc975/60

bc022/41

ab02/41

cde313/0

cde445/1

bcd58/1 

cde09/1

bcd65/2 

همدان 1

cde78/58

bc22/41

ab22/41

def29/0

cde424/1

ab018/2

abc41/1

abc43/3 

یزد1

bcd779/59

cd220/40

bc20/40

bcde327/0

bcd48/1

bc622/1

cde254/1

abcd79/2 

اصفهان 7

TL= طول کل کروموزوم، SA= طول بازوی کوتاه، LA= طول بازوی بلند، AR= نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه،  A1= شاخص عدم تقارن درون کروموزومی، %TF= درصد شکل کلی، %LA= درصد بازوی بلند، %SA= درصد بازوی کوتاه

 

 

جدول  4-  مقدار ویژه، درصد واریانس تجمعی و ضرایب بردارهای ویژه سه عامل اصلی حاصل از تجزیه به مؤلفه های اصلی بر اساس صفات کاریوتیپی

صفت

مؤلفه 1

مؤلفه2

مؤلفه3

TL

35099/0

02225/0

49691/0

LA 

35477/0

07322/0

50085/0

SA 

45473/0

06847/0

26929/0

AR 

42535/0-

02593/0-

37125/0

A1

41822/0-

01810/0-

38875/0

TF 

42527/0

00574/0

37201/0-

%LA

05930/0

70363/0-

02666/0

%SA

06298/0-

70237/0

04073/0-

مقادیر ویژه 

1024/4

9837/1

8224/1

درصد از کل واریانس 

2801/51

7963/24

7801/22

درصد واریانس تجمعی 

2801/51

0764/76

8565/98

 

 

 

 

 
 

14/6  18/5  35/4  46/2  64/1 61/1 85/ 1 04/1 88/0 71/0  52/0 11/0 

فاصله متریک 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل  3- دندروگرام حاصل از تجزیه کلاستر به روش Ward براساس صفات کاریوتیپی

 

 

از نظر صفت درصد بازوی کوتاه تنوع بیشتری نسبت به سایر صفات مشاهده شد، چنانکه جمعیت سمنان 1) با بیشترین میانگین به اندازه 65/61 درصد و جمعیت اصفهان 10) با کمترین میانگین به میزان 46/36 درصد و دو جمعیت ایلام 1) به اندازه 94/42 درصد و جمعیت فارس 2) با داشتن میانگین 86/39 درصد، هر کدام در گروههای جداگانه از هم قرار گرفتند.

در بررسی صفت درصد بازوی بلند نیز (%LA) مانند صفت قبل تنوع بیشتری نسبت به سایر صفات وجود دارد، چنانچه جمعیت اصفهان 10) با داشتن بیشترین میانگین به اندازه 54/63 درصد و جمعیت سمنان 1) با داشتن کمترین میانگین به اندازه 35/38 درصد و جمعیتهای ایلام 1) و فارس 2) به ترتیب با میانگینهای 06/57 درصد و 9/60 درصد در 4 گروه جدا از هم قرار گرفتند و با سایر جمعیتها هم پوشانی نشان دادند.

در بررسی صفات شاخص سانترومری (CI)، شاخص تقارن بین کروموزومی و  اختلاف طول نسبی (DRL) تفاوت معنی داری وجود نداشت.

برای تعیین اهمیت هر یک از صفات کاریوتیپی مورد مطالعه در تنوع بین جمعیتها، تجزیه به مؤلفه‌های اصلی صورت گرفت. نتایج حاصل از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی انجام شد که نتایج حاصل در جدول 4 نشان داده شده است. بر این اساس 3 مؤلفه اول در مجموع بیش از 98 درصد از تنوع بین جمعیتها را شامل می شود، مقادیر ضرایب بردارهای ویژه در مؤلفه اول نشان داد که صفات طول بازوی کوتاه، نسبت بازوی بلند به بازوی  کوتاه، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی و درصد شکل کلی بیشترین نقش را در تشکیل این مؤلفه داشته اند. در مؤلفه دوم صفاتی نظیر درصد بازوی بلند و درصد بازوی کوتاه، بیشترین سهم را در واریانس بین جمعیتها و ایجاد تنوع در مؤلفه دوم داشته اند. در مؤلفه سوم، صفت طول کلی کروموزوم و طول بازوی بلند بیشترین مقادیر واریانس را به خود اختصاص داده اند.

برای گروه بندی جمعیتهای مورد بررسی گل محمدی براساس صفات کاریوتیپی، تجزیه کلاستر به روش Ward  انجام شد که با برش دندروگرام در فاصله اقلیدسی 35/4، جمعیتها در 4 کلاستر قرار گرفتند (شکل 3). طبق دندروگرام، جمعیتهای ایلام1)، خراسان2)، چهارمحال1) و یزد1) در یک کلاستر جداگانه قرار گرفتند (کلاس1) ، که این بیانگر اختلاف معنی دار این چهار جمعیت با سایر جمعیتهاست. با توجه به مواردی که قبلاً ذکر شد می‌توان گفت عاملی که سبب قرار گرفتن این جمعیتها در یک کلاستر جداگانه شده است، بالا بودن میانگین‌های طول کل کروموزوم، طول بازوی بلند و طول بازوی کوتاه در آنها می‌باشد و همان طور که گفته شد این صفات به عنوان مهم ترین صفات در مؤلفه اول بودند که چهار جمعیت مذکور بیشترین مقدار آنها را دارا بودند. جمعیت سمنان 1) نیز در یک کلاس جداگانه قرار گرفت همان طور که در بحث میانگینها ذکر شد این جمعیت با داشتن بیشترین میانگین درصد بازوی کوتاه و کمترین میانگین درصد بازوی بلند با سایر ژنوتیپها در سطح 5 درصد اختلاف معنی دار نشان داده بود. جمعیتهای کردستان1)، لرستان1)، فارس2)، همدان1)، اصفهان7) ، گیلان1) و فارس1) نیز در یک کلاستر جداگانه قرار گرفتند.

جمعیتهای اصفهان 9) و اصفهان 10) نیز در کلاستر چهارم قرار گرفتند.

صفاتی که باعث تشابه این دو گونه با هم و اختلاف آنها با دیگر جمعیتها شده است نسبت بازوها و درصد شکل کلی می‌باشد و با توجه به اینکه این صفات تا حدودی بیانگر روابط درون کروموزومی در روابط تکاملی هستند( 4و5)، بنابراین می‌توان نتیجه گرفت این دو جمعیت از لحاظ تکاملی شبیه به هم بوده و از نظر کاریوتیپ تکامل یافته تر از سایر جمعیتها می‌باشند.

در این تحقیق بین جمعیتهای مورد مطالعه، کمترین فاصله ژنتیکی بین دو جمعیت گیلان 1) و اصفهان 7) و بیشترین فاصله بین جمعیتهای اصفهان 9) و ایلام 1) می‌باشد. نکته قابل توجه اینکه دیاگرام حاصل از پراکنش جمعیتها براساس مؤلفه‌های اصلی، نتایج حاصل از تجزیه کلاستر را تأیید می‌کند.

در نهایت دسته بندی جمعیتهای مورد بررسی گل محمدی به وسیله تجزیه کلاستر در 4 گروه با یافته های  بابایی (2007 ) در مورد اختلافهای مورفولوژیکی این جمعیتها تا حدودی منطبق می باشد(10). تفاوت اندکی که در گروه بندی جمعیتها در مطالعات مورفولوژیکی و سیتوژنتیکی وجود دارد به علت حضور جمعیتهایی است که از لحاظ فتوتیپی مشابه هستند ولی از لحاظ ژنتیکی متفاوتند (جمعیتهای فنوکپی) به عنوان مثال جمعیتهای (اصفهان9) و (اصفهان 10) که در تجزیه کلاستر بر اساس خصوصیات سیتوژنتیکی در یک کلاس و جدا از سایر جمعیتها قرار گرفته بودند در تجزیه کلاستر بر اساس صفات مورفولوژیکی با جمعیتهای ایلام1)، خراسان2)، چهارمحال1)، یزد1) در یک کلاس قرار گرفتند. البته باید در نظر داشت که بروز صفات فنوتیپی تحت تأثیر دو عامل ژنوتیپ و محیط است و تنها با استفاده از بررسیهای سیتوژنتیکی است که می توان شباهتها و تفاوتهای میان ژنوتیپهای مختلف را تعیین نمود.

در بررسی حاضر جمعیتهای چهارمحال 1) و لرستان 1) از لحاظ مورفومتری کروموزومی در گروههای مختلف قرار گرفتند. نتایج به دست آمده در این بررسی با گزارش یوسفی مبنی بر قرار گرفتن جمعیتهای مذکور در گروههای مختلف از نظر صفات طول دورة گلدهی و تعداد گل در پایه همسو می باشد (26). همچنین در این مطالعه قرار گرفتن جمعیتهای گیلان 1) و کردستان 1) در یک دسته و جمعیت اصفهان 10) در دسته دیگر از لحاظ صفت وزن تر گل با نتایج مطالعات صورت گرفته در بررسی سیتوژنتیکی مطابقت دارد.

بر اساس یافته های یوسفی (1388) از نظر بازدة اسانس ، جمعیتهای اصفهان 9) و اصفهان 10) با بیشترین مقدار بازدة اسانس در یک کلاس قرار گرفتند و جمعیتهای گیلان 1) و همدان 1) با کمترین مقدار بازدة اسانس در یک کلاس جداگانه قرار گرفتند که این تقسیم بندی با تقسیم بندی سیتوژنتیکی در تحقیق حاضر منطبق است.

1- آمار دفتر گل و گیاهان زینتی، سبزی و گیاهان دارویی وزارت جهاد کشاورزی 1387 . 

2- خاتمساز، م. ،1371. فلور ایران شماره 6، تیره گلسرخ (Rosaceae). انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور. صفحات 70-35.

3- حسام زاده حجازی، سید محسن و ضیایی نصب ، مهدی 1387. بررسی سیتوژنتیکی برخی از جمعیت های گونه های دیپلوئید جنس Onobrychis موجود در بانک ژن منابع طبیعی ایران. تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. جلد 16، شماره 2، 158-171.

4- حسام زاده حجازی، سید محسن و ضیایی نصب ، مهدی 1385. بررسی کاریولوژیکی برخی از گونه های جنس شبدر (Trifoliom sp.) موجود در بانک ژن منابع طبیعی ایران. مجله زیست شناسی ایران. جلد 19، شماره 3، 299- 311.

  5-  حسام زاده حجازی، سید محسن و ضیایی نصب ، مهدی 1388. بررسی کاریولوژیکی بعضی از جمعیت های مختلف گونه های تتراپلوئید جنس اسپرس موجود در بانک ژن منابع طبیعی ایران . مجله زیست شناسی ایران. جلد 22 شماره 2 ،321-332. 

 6- زرگری ،ع.، 1375. گیاهان دارویی (جلد دوم). انتشارات دانشگاه تهران. صفحات 285-281.

7- طبائی عقدائی، س.ر.، سلیمانی،. ا  وجعفری ، ع.ا.( 1383)بررسی تنوع موجود  در دوره گلدهی و مورفولوژی 8 ژنوتیپ گل محمدی  (.Rosa damascena Mill ). فصلنا مه پژوهشی تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران، 12(3): 280-265.

8- طبائی عقدائی، س.ر.، فرهنگیان، س.، جعفری ، ع.ا. و رضایی، م. ب. (1384). مطالعه تنوع در صفات مورفولوژیکی ژنوتیپهای گل محمدی  (.Rosa damascena Mill ) جمع‌آوری شده از شش استان مرکزی کشور. فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 21(2): 239-227.

9- یوسفی، ب. ، 1388.تجزیه پایداری عملکرد اکسشنهای مختلف گل محمدی (Rosa damascena Mill.) در شرایط مختلف اکولوژیکی ایران. رساله دکتری. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.

 

10-Babaei, A., Tabaei-Aghdaei, S.R., Khosh-Khui,  M., Omidbaigi, R., Naghavi, M.R. Esselink, G.D.  and Smulders, M.J.M.2007. Microsatellite analysis of Damask rose (Rosa damascena Mill.)  accessions from various regions in Iran reveals multiple genotypes. BMC-Genetics,7:12 dio: 10.1186/1471-2229-7-12 (Online).

11-Byung-Yun, S. Park, J.H. Kwak, M.J. Kim, K.S. Kim, K.S. 1996. Chromosome counts of the flora of Korea with emphasis on Apiaceae. Journal of plant Biology. 39:15-22.

12-Dobes, C. Hahn, B. Morawetz, W. 1997. Chromosomenzahlen zur Gefassp-flanzen-Flora Osterrichs. Linzer Biologische Beitrage. 29(1): 5-43.

13-Ellen, W., 2004. Rosa damascena Mill. .http://www.Helpmefind.com/rose/index. Php.

14-Guenther, E., 1952. The Essential Oils. Vol.5, Robert E.Krieger Publishing Company Malabar, Florida, 506 p.

15-Gervais, C. Parent, M. Trahan, R. Plante, S. 1997. IoPB chromosome data 12.

Newslett.Int.Organ.PL.Biosyst.(Oslo).28:16-18.

16- Gervais, C. Parent, M. Trahan, R. Plante, S. 1999. IoPB chromosome data 14. Newslett.Int. Organ.PL. Biosyst.(Oslo).30:10-15.

17-Khatoon, S. Ali, S.I. 1993. Chromosome Atlas of the Angiosperm of Pakistan. Department of Botany, University of Karachi, Karachi.

18- Levan, A. ­, Fredga, K. and Sandberg, A., 1964. Nomenclature for centeromic position on chromosomes. Hereditas 52: 201-220

19-Malecka, J. Popeck, R. 1984. Karyological studies in the polish representatives of the genus Rosa.L.ІІ. Acta Biologica Cracoviensia, Sevies Botanica. 26:43-54

20-Ma,Y.Chen, J.Y. 1992. Chromosome studies of 6 species of Rosa in China. Gaihaiu. 12(4):333-336.

21-Petrova, A. Zielinski, J. Natcheva, R. 2007. Chromosome numbers of woody plants from Bulgaria. Phytologia Balcanica. 13(3): 371-378.

22-Phillips, R. and Rix, M., 1993. The Quest for Rose., BBC Worldwide Publishing, London, UK.

23-Sandhu, P.S. Mam, S.K. 1989. SOCGI plant chromosome number reports-VІІІ. Journal of Cytology and Genetics. 24:179-183.

24- Stebbins, G.L.1971. Chromosomal evolution in higher plants .Edward Arnold Publisher LDT, London, 216 pp.

25-Tabaei-Aghdaei, S.R., Babaei,  A., Khoshkhui, M.,  Jaimand, K., Rezaee, M.B., Assareh, M.H., Naghavi, M.R. 2007. Morphological and oil content variations amongst Damask rose (Rosa damascena Mill.) Landraces from different regions of Iran. Scientia Horticulturae,  113: 44-48.

26-Yousefi, B.,  Tabaei-Aghdaei, S.R., Darvish, F.  and Assareh, M.H. 2009. Flower Yield performance and stability of various Rosa damascena Mill. landraces  under  different ecological conditions Scientia Horticulturae, 121: 333-339.